鼓风机蜗壳的优化

为进一步提升离心鼓风机的工作效率和工作性能,基于SolidWorks软件构建三维模型,在完成网格划分以及入口条件设置的基础上导入Fluent软件开展数值模拟研究,重点对比蜗壳形状为梯形、圆形和偏心以及蜗壳锥角为22.5°、35°和45°对应的离心鼓风机的出口静压力、多变效率、全压效率以及轴功率等参数,研究成果可指导鼓风机蜗壳的优化。

隔舌形状对离心泵内部流体噪声的影响

为降低双吸圆形蜗壳离心泵内部的流体噪声,对三种影响泵性能较大的隔舌模型进行了对比研究。通过Ansys Workbench软件对离心泵吸入室、叶轮、圆形蜗壳进行网格划分,借助于FLUENT软件进行数值计算。进口设为均匀来流边界条件,出口为自由出流边界条件,采用k-ε湍流模型。结果表明:在设计工况下,U形隔舌离心泵扬程和效率的计算值较椭圆形隔舌和矩形隔舌离心泵的计算值高;采用U形隔舌的圆形蜗壳离心泵隔舌区的压力脉动幅值明显小于采用椭圆形隔舌和矩形隔舌的离心泵,且U形隔舌离心泵内部流场流动状态较好,隔舌区压力脉动小,流体噪声低,更利于流体流动。与椭圆形隔舌、矩形隔舌相比,采用U形隔舌时蜗壳内部流场更为合理、稳定。U形隔舌能够明显改善圆形蜗壳内部流体流动状况,为圆形蜗壳隔舌的建模提供参考,也可改善圆形蜗壳内的流体噪声,对流体机械研究具有参考意义。

金属蜗壳不同断面型式充水保压状态下的受力特性分析

水轮机金属蜗壳设计中不同断面结构型式的选择,会在一定程度上影响结构的受力特性和厂房布置尺寸。为分析金属蜗壳不同断面型式结构受力特性,对非圆形的三心圆蜗壳断面与圆形蜗壳断面结构在充水保压阶段进行了有限元数值计算。研究结果表明:相比于圆形断面蜗壳结构,三心圆蜗壳在充水保压时蜗壳直管段会发生较大的水平偏转位移,座环整体在水平向的变位也相对更大,对钢蜗壳整体的变形控制要求更高;而钢蜗壳断面内环向应力数值略有减小,但整体应力水平变化不大。因此,从水压试验和保压阶段蜗壳与座环结构的变形控制角度来看,在高水头充水保压蜗壳结构中采用非圆形断面蜗壳结构是不合适的。建议今后在金属蜗壳结构设计和埋设方式选择时,应该充分重视不同蜗壳断面结构型式对结构受力特性的影响,确保水电工程的顺利建设和安全运行。